به سیل‌های تابستانی سلام کنید!

سیل های تابستانی سال جاری همه را به‌شدت شوکه کرد، اما واقعیت علمی پشت این مسئله هنوز برای اغلب افراد آن‌گونه که باید مشخص نیست.

 مونسون‌های تابستانی اقیانوس هند چگونه شکل می‌گیرند؟

مونسون به بادهای موسمی گفته می‌شود که مطابق با فصول مختلف در جهات مخالف می‌وزند، اما به‌طور خاص مونسون‌ها بادهای موسمی هستند که از اقیانوس هند در تابستان به سمت شمال می‌وزند. مونسون‌های تابستانی هند را گاهی مونسون تابستانی آسیای جنوبی هم می‌نامند و این مورد البته یکی از پرقدرت‌ترین سیستم‌های مونسون در کل دنیا‌ست. تحقیق جدیدی در دانشگاه کانزاس انجام شده که تأکید دارد ارتباط مثبت گرد‌‌و‌غبار و مونسون می‌تواند به صورت جزئی و مقطعی با گرم‌شدن فلات ایران در ارتباط باشد. اما این چگونه ممکن است؟

اجازه دهید کمی موضوع را به صورت تخصصی دنبال کنیم. در اوایل خرداد‌، گردش نصف‌النهاری نقطه زیر خورشید (نقطه‌ای که خورشید در آن مستقیم بر فراز زمین در سمت‌الرأس یا جهت بالای سر ناظر است) باعث می‌شود بادهای هم‌گرا در ناحیه حاره‌ای  (The Intertropical Convergence Zone, ICZ) که همان منطقه‌ای است که بادهای غالب مناطق گرمسیری استوایی در آن می‌وزند، به سمت شمال هم‌گرا شده و با یکدیگر برخورد کنند. به این واسطه میزان رطوبت هوا از نیمکره جنوبی به سمت نیمکره شمالی خیلی زیاد می‌شود و بالطبع جریان همرفت قوی هم در سرتاسر اقیانوس هند شکل می‌گیرد. از طرف دیگر، اتفاقاتی هم هم‌زمان در شبه‌قاره هند در حال وقوع است. در اوایل خرداد، هم‌زمان با تغییر گردش نصف‌النهاری نقطه خورشیدی و هم‌گرایی بادها در منطقه درون‌‌حاره‌ای، میزان جذب تشعشعات خورشید افزایش پیدا کرده و این میزان جذب خیلی بیشتر از جذبی است که در اقیانوس هند اتفاق می‌افتد؛ در نتیجه یک گرادیان حرارتی زمین-اقیانوسی شکل می‌گیرد و متعاقب آن بادهای باختری کم‌فشار با قدرت هرچه تمام‌تر بخار آب را از اقیانوس هند در قسمت استوایی و دریای عرب به سمت شبه‌قاره هند می‌رانند.

شار گرمایی محسوس ناشی از این اتفاق از سطح تا جو زمین می‌رود و در آسیا و اروپا پراکنش گسترده‌ای دارد، اما در این میان فلات تبت و فلات ایران هستند که به‌شدت از آن متأثر می‌شوند. بنابراین هر چقدر مونسون‌های تابستانی اقیانوس هند پرقدرت‌تر ظاهر شوند، گرادیان درجه حرارت جنوب به شمال هم در تیرماه افزایش پیدا کرده و چرخش‌های آن بیشتر می‌شود. این درجه حرارت محسوس همراه با حرارت قوی آزاد‌شده از همرفت، قدرت مونسون‌های تابستانی اقیانوس هند را در تیر و مرداد چند برابر می‌کند. بااین‌حال، همچنان که بادهای منطقه هم‌گرایی درون‌حاره‌ای در اواخر مرداد به سمت جنوب حرکت می‌کنند، از میزان و قدرت مونسون‌های تابستانی اقیانوس هند نیز در شهریور کاسته می‌شود.

گرد‌و‌غبار چگونه بر مونسون اثر می‌گذارد؟

 در کنار نقش غالب بادهای منطقه هم‌گرایی درون‌حاره‌ای و اقیانوسی، نقش آئروسل‌ها (ذرات کوچک پودر یا مایع که در جو معلق می‌ماند) هم بر سیستم مونسون‌های تابستانی اقیانوس هند شایان تعمق است. آئروسل‌ها دو منبع طبیعی و ناشی از فعالیت‌های انسانی دارند؛ در عین حال این قابلیت را دارند که بر این سیستم غالب سوار شوند. به‌عنوان مثال لایه‌های سنگین‌تر آئروسل‌ها که اغلب منشأ فعالیت‌های انسانی دارند، مانند کربن سیاه و سولفات‌ها، در سرتاسر جنوب آسیا باعث خنک‌شدن سطح زمین می‌شوند؛ چرا‌که آنها تشعشعات خورشیدی جذب‌شده را به‌راحتی منعکس می‌کنند و این مسئله باعث می‌شود اختلاف حرارتی اقیانوس- خشکی کاهش پیدا کند و در مقابل سیستم مونسون تابستانی اقیانوس هند نیز ضعیف‌تر شود. به این پدیده، تضعیف نور جهانی یا خورشیدی گفته می‌شود.

از طرف دیگر، جذب آئروسل‌ها مانند کربن سیاه و گرد‌و‌غبار در بخش‌هایی مانند جنوب فلات تبت، تجمع آئروسل‌ها و افزایش حرارت تروپوسفر میانی را به دنبال دارد که این امر باعث می‌شود پمپاژ هوا از جنوب به سمت شمال اقیانوس هند اتفاق بیفتد و بالطبع جریان همرفت مانسون در شمال اقیانوس هند چند برابر شود. تحقیقات اخیر نشان می‌دهد آئروسل‌های ناشی از گرد‌و‌غبار در خاورمیانه می‌توانند بر تغییرات سیستم مونسونی اقیانوس هند به‌شدت اثرگذار باشند.

عکس‌های ماهواره‌ای بیانگر این واقعیت است که بیش از 50 درصد کاهش عمق نوری (میزان نفوذپذیری نور) در گرد‌و‌غبار برخاسته از شبه‌جزیره عربستان و بخش‌های شمال غربی دریای عرب، با مشکل ناشی از گرد‌و‌غبارهای محلی در ارتباط است. در نتیجه هزاران تُن آئروسل ناشی از گرد‌و‌غباری که از شبه‌جزیره عربستان و نواحی اطراف آن به دریای عرب می‌رسد و در آن منتشر می‌شود، توسط بادهای باختری شمالی موسوم به «بادهای شمال» حرکت کرده و این قابلیت را دارد که درجه حرارت بخش‌های پایین‌تر و میانی تروپوسفر را افزایش داده و موج‌های گرمایی را هم بر فراز دریای عرب شکل دهد. این موج‌های گرما سبب می‌شوند رطوبت بیشتری به این واسطه از دریای عرب به سمت شبه‌قاره هند حرکت کند و نتیجه آن نیز مشخص است؛ هر چقدر گرد‌و‌غبار بیشتر، رطوبت بیشتر و به تبع آن هم بارندگی‌ها پرشدت‌تر خواهند شد.

یک مکانیسم فیزیکی ممکن که می‌تواند بر گرد‌و‌غبار برخاسته از شبه‌جزیره عربستان و بارندگی‌های ناشی از مونسون تابستانی اقیانوس هند در مقیاس زمانی خاصی اثر داشته باشد، فشار حرارتی ناشی از افزایش درجه حرارت در سطح فلات ایران است. هواشناسان بعد از بررسی میزان درجه حرارت‌های تابستانی در فلات ایران در حد‌فاصل سال‌های 1967 تا 2015 و بررسی وضعیت بادهای شمال در فصل تابستان در همین بازه زمانی و مقایسه آن با عمق نوری آئروسل‌های برخاسته از شبه‌جزیره عربستان در حد‌فاصل سال‌های 2000 تا 2013، این فرضیه را مطرح کرده‌اند که رابطه مستقیمی بین میزان گرد‌و‌غبار و توفان‌های مونسون اقیانوس هند وجود دارد. بنابراین هر چقدر میزان گرد‌و‌غبار بیشتر باشد، قدرت بادهای شمال و میزان رطوبت منتقل‌شده توسط آن هم بیشتر خواهد شد. نباید از یاد برد که گرد‌و‌غبار و رطوبت خاک دو فاکتور بالقوه هستند که می‌توانند میزان درجه حرارت در بخش تروپوسفر میانی فلات ایران را تحت تأثیر  قرار دهند.

دلیل وقوع بارش‌های شدید مرداد ۱۴۰۱ در بخش‌های وسیعی از ایران

علی گلکاریان، دکترای آبخیزداری از دانشگاه تهران، به «شرق» می‌گوید: «با توجه به مطالب ذکرشده، حالت طبیعی اقلیمی در تابستان وجود یک مرکز پرفشار جنب حاره‌ای در فلات ایران است که سبب جلوگیری از وقوع بارش در این دوره می‌شود. در همین زمان ایجاد مراکز کم‌فشار موسمی در هند و تا حدودی پاکستان منجر به بروز بارندگی‌های شدید در این مناطق و تا حدودی در جنوب شرق کشور می‌شود. وجود پدیده لانینا (La Niña) در اقیانوس آرام که به طور کلی به دلیل کاهش دمای متوسط در طول دو سال گذشته در این منطقه است، پدیده مونسون در هند را تقویت کرده.

در برخی مواقع حرکت مراکز کم‌فشار ایجاد‌شده بر روی هند به سمت شرق و دریای عرب اتفاق می‌افتد و این موضوع از یک سو مرکز پرفشار جنب حاره‌ای را از فلات ایران به عرض‌های بالاتر سوق می‌دهد و از سویی دیگر مقادیر چشمگیری از رطوبت را وارد کشور می‌کند. وجود رطوبت فراوان که می‌تواند نیاز بالای رطوبتی جهت اشباع در دماهای بالاتر را تأمین کند، عامل بروز بارندگی‌های شدیدی است که در ایران شاهد بودیم. البته این نوع جابه‌جایی ذکرشده در سیکلون‌های پرفشار و کم‌فشار حالت معمول و طبیعی در منطقه نیست که این امر می‌تواند یکی دیگر از نتایج تغییر اقلیم در کره زمین باشد».

نقش پررنگ تغییر اقلیم

گلکاریان در ادامه تأکید می‌کند: «تغییر اقلیم علاوه بر گرم‌شدن زمین، تغییر در شکل، زمان، شدت و مقدار بارش، خشک‌سالی و تشدید پدیده بارش‌های موسمی را هم می‌تواند به دنبال داشته باشد. افت شدید سفره‌های آب زیرزمینی و همچنین کاهش چشمگیر ذخیره سدها، خشک‌شدن و کاهش آب‌دهی بسیاری از رودخانه‌های دائمی کشور، اهمیت مدیریت بارش و به تبع آن کنترل سیلاب را بیش‌از‌پیش یادآور می‌شود. شاید در سال‌های اخیر بسیاری از هم‌وطنان کاهش آب‌دهی چشمه‌ها و در بسیاری موارد خشک‌شدن آنها، کم‌شدن آب رودخانه‌ها، کاهش فصول آب‌دهی مسیل‌های فصلی را به‌وضوح مشاهده و درک کرده باشند.

به طور کلی مدیریت بارش شامل نگهداشت نزولات در مکان ریزش است و این به آن معنی است که در بهترین حالت بارش اتفاق‌افتاده در هر حوزه، باید حتی‌المقدور و در وهله نخست در همان محل، نفوذ یافته و به آب‌های زیر‌قشری و زیرزمینی ملحق شود و در گام بعد با ایجاد سازه‌هایی در پایین‌دست محل ریزش، نگهداری شده و مجدد بخشی از آن نفوذ کرده و بخش دیگری ذخیره شود. در نتیجه تنها در صورت بارش‌هایی با شدت و مقدار زیاد است که مازاد باید به صورت طبیعی با شدت و مقدار کم و همراه با رسوبات به حداقل رسیده به سمت پایین‌دست حرکت کند».

استادیار دانشکده منابع طبیعی و محیط زیست دانشگاه فردوسی مشهد معتقد است که با توجه به اقلیم، وضعیت و شکل زمین روش‌های متعدد بومی و نوینی برای استحصال آب باران و مدیریت آن در کشور و البته در دنیا وجود دارد: «مطالعه عرصه‌های مختلف کشور و پیش‌بینی و اجرای روش‌های مختلف استحصال آب باران یکی از اقداماتی است که در شرایط کنونی و با توجه به تغییر اقلیم ایجاد‌شده، می‌تواند نقش چشمگیری در مدیریت منابع آب کشور و در دسترس قرار‌گرفتن حداکثر آب ممکن از بارندگی، کاهش اثر خشک‌سالی، کاهش خسارات جانی و مالی سیلاب‌های برق‌آسا و همچنین عدالت آب با پراکنش مناسب اقدامات، داشته باشد».

گلکاریان در‌عین‌حال سیل بهار 1398 و تابستان 1401 را با شدت و دوره بازگشت بالا ولی با ماهیت شکل‌گیری متفاوت، موارد منحصربه‌فردی عنوان می‌کند که بی‌تردید آخرین وقایع بارشی با این حجم، وسعت و مقدار هم نخواهند بود: «در بارش‌های اخیر از حدود 20 میلیارد مترمکعب بارشی که با توجه به نوع، شدت و زمان آن اتفاق افتاده، حداقل نیمی به صورت رواناب جاری شده و در خوشبینانه‌ترین حالت کمتر از 500 میلیون مترمکعب مدیریت شده. تخریب مقادیر بالایی از خاک‌های سطحی و حمل آن به صورت رسوب علاوه بر از‌دست‌رفتن خاک حاصلخیز سطحی که برای تشکیل هر سانتی‌متر آن صدها سال زمان نیاز است، خسارت‌های رسوب‌گیری تأسیسات، راه‌ها، منازل و... و هزینه‌های گزاف پاک‌سازی را هم به دنبال داشته است. فراتر از همه، ازدست‌دادن تعداد زیادی از هم‌وطنان عزیز است که شاید با یک اقدام پیشگیرانه بسیار ساده حداقل در مناطقی که سابقه چنین سیلاب‌هایی را داشته، می‌توانستیم از وقایع ناگوار به‌وجود‌آمده تا حد زیادی جلوگیری کنیم. قطعا مدیریت بارندگی و به تبع آن کنترل حجم رواناب می‌تواند تا حد زیادی از شدت چنین سیلاب‌هایی کاسته و مقادیر قابل قبولی از آب‌های جاری را مدیریت و ذخیره کند. در این مسیر چاره‌ای جز توجه ویژه به مدیریت یکپارچه آبخیزهای کشور نیست».

پیش از بحران بعدی به راهکار بیندیشیم

استادیار دانشکده منابع طبیعی و محیط زیست دانشگاه فردوسی مشهد در جمع‌بندی صحبت‌های خود می‌گوید: «مدیریت یکپارچه حوزه آبخیز، مقوله‌ای فراتر از اقدامات فنی و اجرائی معمولی آبخیزداری و حفاظت خاک است، در این نوع مدیریت همه توسعه‌ها و اقداماتی از‌جمله احداث جاده، توسعه مناطق مسکونی، مدیریت بستر و حریم رودخانه، تغییر کاربری و... در کنار اقدامات آبخیزداری و حفاظت خاک مدیریت سرزمین را تشکیل می‌دهند. در این سیل مانند سیل بهار 98 شاید مهم‌ترین عامل تشدید خسارت‌های جانی و مالی مربوط به رعایت‌کردن حریم بستر رودخانه بر اثر تغییر کاربری و توسعه مناطق مسکونی در مناطق نامناسب و نبود هشدارهای مؤثر در زمان وقوع سیلاب به مردم بود. متأسفانه مباحث مربوط به آبخیزداری شهری در کشور متولی مشخصی ندارد. عرصه‌های شهری و نواحی اطراف آن به دلیل اینکه در قلمرو و عرصه‌های ملی نیستند، معمولا در برنامه‌ریزی اقدامات ادارات منابع طبیعی و آبخیزداری جایگاهی ندارند و از سوی دیگر مدیریت شهری نیز به جز در مواردی معدود به آن نپرداخته است. نتیجه این امر، آب‌گرفتگی شهرها با اندک بارش‌هایی است که علاوه بر هدررفت مقادیر چشمگیری آب باران، خسارت‌هایی را نیز به زیرساخت‌های شهری و مردم به دنبال دارد». 

گلکاریان برآوردهای اولیه از خسارات مادی ناشی از سیل اخیر را بیانگر بیش از 10 هزار میلیارد تومان خسارت در سطح کشور عنوان کرده و می‌گوید: «این رقم در حدود شش برابر بودجه اختصاص‌یافته برای اقدامات آبخیزداری در سال 1401 است. نکته قابل ذکر این است که خسارات برآورد‌شده تنها مربوط به خسارت‌های ملموس به تأسیسات، راه‌های ارتباطی و بخش کشاورزی بوده و به خسارت‌های غیرملموس مانند ارزش خاک از‌دست‌رفته، حجم از‌دست‌رفته سدهای کشور بر اثر ترسیب رسوبات، تخریب اکوسیستم و... مرتبط نیست. وسعت بالای کشور و تزریق قطره‌چکانی منابع اعتباری برای امور آبخیزداری و لزوم پاسخ‌گویی به همه مردم و عرصه‌ها در بسیاری از موارد امکان تمرکز و برنامه‌ریزی کامل را به متولیان آبخیزداری کشور نمی‌دهد.

این موضوع سبب می‌شود که در مواقع بحرانی، اجرانکردن کامل برنامه‌های آبخیزداری در بسیاری از مناطق سبب نبود کارایی اقدامات انجام‌‌شده موجود نیز شود. در‌حال‌حاضر دو موضوع ریزگردها و آب، از مهم‌ترین مسائل و مشکلات کشور هستند؛ اما متأسفانه هر دو موضوع تنها زمانی مورد توجه قرار می‌گیرند که خشم طبیعت، جامعه را دچار مشکل می‌کند و بعد از مدتی نیز موضوع یا بسیار کم‌رنگ شده یا به ‌طور کلی به دست فراموشی سپرده می‌شود؛ بنابراین اگر مسائل و مشکلات مربوط به آب، همچنان مورد بی‌توجهی قرار گیرد، این احتمال هست که در آینده خیلی نزدیک خسارات مضاعفی را هم به همراه داشته باشد که جبران آن به احتمال زیاد اصلا امکان‌پذیر نخواهد بود».